Мы живем в мире электромагнитных колебаний. И солнечный свет, и таинственные потоки космических лучей, падающих на Землю из межзвездных пространств, и тепло, испускаемое жарко натопленной печью, и электрический ток, циркулирующий в силовых сетях, — все это электромагнитные колебания. Все они распространяются в виде волн, в виде лучей.
Каждый предмет, всякое тело, порождающее волны, именуют излучателем. Палка, которой болтают в пруду, — это излучатель водяных волн. Вода оказывает сопротивление ее перемещению. Дабы двигать палку, нужно затрачивать мощность. Эта передаваемая воде мощность численно равна произведению квадрата скорости перемещения палки на сопротивление перемещению. Частично эта мощность преобразовывается в тепло — идет на нагревание воды, а частично идет на образование волн.
При перемещении весла в воде преодолевается сопротивление излучения и сопротивление теплообразования (волнообразования).
Возможно заявить, что полное сопротивление, испытываемое палкой, — это сумма двух сопротивлений: одно из них — сопротивление теплообразования, а второе — сопротивление волнообразования — сопротивление излучения, как его принято именовать.
Такие же закономерности и у электромагнитных явлений. Мощность, которую расходует в проводнике электрический ток, равна произведению сопротивления проводника на квадрат тока в нем. В случае, если забрать ток в амперах, а сопротивление в омах, то мощность окажется в ваттах.
В электрическом сопротивлении любого проводника (как и в механическом сопротивлении воды перемещению палки) возможно различить две составляющие: сопротивление теплообразования — сопротивление излучения и омическое сопротивление — сопротивление, вызванное образованием около проводника электромагнитных волн, уносящих с собой энергию.
Заберём, к примеру, электрическую нагревательную плитку, для которой омическое сопротивление равняется 20 ом, а ток — 5 а. Мощность, превращаемая в данной плитке в тепло, будет равна 500 вт (0,5 кВт). Дабы вычислить мощность волн, бегущих от излучателя, нужно умножить квадрат тока в проводнике на сопротивление излучения этого проводника.
Сопротивление излучения находится в сложной зависимости от формы проводника, от его размеров, от длины излучаемой электромагнитной волны. Но для одиночного прямолинейного проводника, во всех точках которого идет ток одного и того же одинаковой силы и направления, сопротивление излучения (в омах) выражается довольно несложной формулой:
Rизл=3200(l/?)2
Тут l — протяженность проводника, а ? — протяженность электромагнитной волны (эта формула честна при l намного меньших, чем ?).
При ориентировочных прикидках эту формулу возможно использовать для любых электротехнических конструкций, любых автомобилей и аппаратов, к примеру для нагревательной плитки, в которой провод не прямолинеен, а свернут в спираль, уложенную зигзагом. Но в качестве l в формулу сопротивления излучения нужно подставлять не полную длину проводника, а один из приведенных размеров разглядываемой конструкции. Для нагревательной плитки l примерно равняется поперечнику плитки.
Передача толчка на протяжении шеренги костяшек домино. Так же передается энергия от частицы к частице при механическом волновом перемещении.
На центральных электростанциях вырабатывается переменный ток с частотой 50 гц. Этому току соответствует электромагнитная волна длиной в 6 тыс. км. Не только электрическая плитка, но и самые большие аппараты и электрические машины а также дальние электролинии имеют размеры l многократно меньшие, нежели протяженность данной электромагнитной волны. Сопротивление излучения самых больших электрических автомобилей и аппаратов для тока с частотой 50 гц измеряется ничтожными долями ома. Кроме того при токах в тысячи ампер излучаются мощности меньше одного ватта.
Исходя из этого в практике при применении промышленного тока с частотой 50 гц не приходится учитывать его волновые особенности. Энергия этого тока прочно «привязана» к проводам. Для подключения потребителя (ламп, печей, двигателей и т. д.) нужен яркий контакт с токонесущими проводами.
С увеличением частоты тока протяженность электромагнитной волны значительно уменьшается. К примеру, для тока с частотой 50 Мгц она равна 3 м. При таковой волне кроме того проводник маленьких размеров может иметь большое сопротивление излучения и при довольно маленьких токах излучать большие количества энергии.
По уточненным расчетам проводник длиной в полволны (l=?/2) имеет сопротивление излучения Rизл.около 73 ом. При токе, скажем, 10 а излучаемая мощность будет 7,3 кВт. Проводник, талантливый излучать электромагнитную энергию, именуют антенной. Данный термин был заимствован электриками в конце прошлого века из энтомологии, — антенной именуется усик-щупальце у насекомых.